智能采矿工程专业前景范文

导语：如何才能写好一篇智能采矿工程专业前景，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：采矿系统；新兴科学；基本原理；技术

分类号】：TD822

1 前言

1.1 系统工程研究的目的

系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术。根据总体协调的需要，综合应用自然科学和社会科学中的有关思想、理论和方法，利用电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、信息和反馈进行分析，以达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的。

1.2 系统工程研究的对象

系统工程研究的对象往往是复杂的大系统乃至巨系统。系统的复杂性体现在：A、构成系统的要素本身往往就是一个系统或子系统，从而体现了系统的多层次性；B、系统涉及的因素往往是多维的（时间维、逻辑维、知识维）；C、系统是由不同质的要素集合而成的；D、系统可以是包含人在内的人―机系统。[1]

2 采矿系统工程

采矿系统工程是根据采矿工程内在规律和基本原理，以系统论和现代数学方法研究和解决采矿工程综合优化问题。[1]把具有先进科学技术含量的系统工程学与传统的单一的采矿工程学相结合，形成采矿系统工程学，这是近些年来采矿工作者潜心研究形成的一门新兴学科。

2.1 采矿系统工程能够迅速得到重视和应用的原因

2.1.1 整体性

采矿工程涉及面广、作业点分散、影响因素多，需要从总体上进行全面协调，而这正是系统工程的特长。以往的采矿工程，往往侧重于单个作业或环节，运用系统工程，使人们科学地从总体上整合采矿问题，在矿山规划、设计和评估中表现尤为突出。

2.1.2 边缘性

采矿工程涉及许多学科， 过去有脱节的现象。通过系统工程，人们研究学科之间的相互渗透和交叉，出现安全系统工程、边坡系统工程、地质统计学、系统模拟技术、人工智能技术、虚拟现实技术等

边缘学科。

2.1.3 先进性

采矿工程是一门古老的技术，常常依赖于经验判断而不是精密计算。通过采矿系统工程引入各种现代数理统计数据、管理信息系统以及计算机技术，可以将许多定性分析转化为定量决策，大大提高了采矿工程的科学性。

2.2 采矿系统工程具有的特点

采矿系统工程在处理问题时，要考虑采矿工业受外界影响因素多的特点。因此，多目标决策、模糊决策、人工智能、计算机辅助设计等系统工程技术在矿业界的应用就显得十分重要。

2.3 采矿系统工程的应用范围

目前国内外用系统工程方法研究采矿工程问题，已涉及相当广泛的领域，从矿床估值与评价，到采矿生产过程的优化管理与控制，都有可观的研究成果出现。

（1）矿床赋存条件的分析与评价：如矿床模型的建立，矿床资源条件评价等。

（2）矿山开采设计规划：如矿山开采方法，开采工艺及设备选型， 矿井及露天矿开采境界的圈定，矿山生产能力及边界品位的优化， 矿井及采区设计，露天矿长远设计，矿山短期生产计划，矿区发展规划等。

（3）矿山建设及项目评价：如新建或改扩建矿山投资项目的评价，矿井或露天矿建设过程的优化等。

（4）矿山生产工艺系统：如采矿工作面生产状况分析，矿山采运系统分析，露天矿卡车运输调度系统，矿井通风排水系统，矿山生产系统可靠性，矿山生产监控系统等。

（5）矿山压力及边坡稳定：如采场矿压及其控制，回采巷道布置与支护，露天矿边坡稳定分析等。

（6）其它方面：如爆破工程，疏干排水工程，矿区环境工程研究等，属近年开拓的研究领域。

3 采矿系统工程在采区设计方案优化中的应用

3.1 采区方案设计

采区设计通常分为二个阶段进行，即确定采区主要技术特征的采区方案设计和根据批准的方案设计而进行的采区单位工程施工图设计。采区方案设计除了需要阐述采区范围、地质条件、煤层赋存情况、采区生产能力、采区储量及服务年限等基本情况外，应着重论证和确定以下问题：采准巷道的布置方式及生产系统、采煤方法选择、采掘工作面的工艺装备、采区参数、采区机电设备的选型与布置、安全技术措施等。

3.2 方案优化

采矿工程专业毕业设计中所要进行的矿井采区设计， 采用采矿系统工程理论与技术来进行，克服以往人工方案比较的局限性。人工进行采区设计方案比较一般只有2～3个方案， 最多5～6个方案，且依赖少数专家经验判断进行决策，而采用采矿系统工程理论与技术方法来进行方案比较，由于采用了技术经济数学模型和电子计算机运算，所提出的设计方案经过数理组合可以达到十多个，甚至几十个，从而使选优的范围更加广泛，计算更加精确，方案优化更加科学性，摆脱了经验判断的局限性。

采用采矿系统工程理论与技术方法来进行方案比较，最大的特点：A：能根据给定的优化原则在诸多可行方案中选取出最优方案， 且运行速度快，经济、合理、可靠。B：改经验判断为精密计算来进行方案比较，通过采矿系统工程引入各种现代数学模型和计算机运算，可以将许多定性分析转化为定量决策，大大提高了采矿工程的科学性。采区设计方案优化的目的：就是在各种可供选择的定性方案和定量参数中选取最优方案和参数。

3.3 优化内容

采区优化设计内容包括两个方面：一是选择采煤方法、采区机械设备；二是确定采区巷道布置系统及其主要参数。巷道布置系统一经确定，并进行施工投入生产后，在采区整个生产期间内基本上不能改变，它是采区设计优劣的主要标志。利用采矿系统工程进行采区优化设计的重点是解决采区巷道布置方案及其主要参数的选择。

3.4 优化方法

优化所采用的主要方法有：线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、图论及网络分析、决策论、对策论、系统模拟、人工智能学、计算机辅助设计等。

3.5 优化参数

采区优化设计的主要参数：采区类型、采准巷道的数目和位置、联络巷道形式、采区走向和倾斜长度、采煤工作面长度和区段数目、同时生产的工作面数目和采区生产能力等。

3.6 优化思路

采区优化设计的思路：根据给定的采区煤层赋存条件、费用单价指标和优化内容，在多种技术上可行的巷道布置方案中选取最优方案。对某一种采区巷道布置方案选取一组最佳参数，同时选取采区巷道布置及其参数组合中的最优方案。

3.7 优化步骤

采区优化设计的步骤： ①确定优化准则，采用单指标或多指标。②编制技术经济数学模型。③确定技术上可行的方案，或根据煤层条件在可供选择的方案集合中初选技术上可行的方案。④确定进行优化的主要参数和各项参数取值的上下限、间隔数值。⑤搜集基础数据。⑥上机运行输出优化结果。⑦对优化结果进行检查和加工整理。[1]

4 结束语

采矿系统是一个复杂的动态系统，采矿系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业环境变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。对于如此复杂的动态系统，运用采矿系统工程中的优化理论和技术方法，来进行采区设计优化，能收到十分明显的效果，为采区设计优化开拓了广阔的前景， 摒弃了人工经验判断进行方案选择的局限性，进而使用电子计算机在多达几十个待选可行方案中进行优化，更加科学化、规范化、系统化、现代化。

参考文献：

[1]张幼蒂，王玉浚. 采矿系统工程[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2000.

篇2

关键词：数字化；矿山测量；优化措施

中图分类号：P231文献标识码： A

矿山产品的需求量随着经济的不断发展得到不断的增加，这既表示经济正在快速发展，又是一种挑战，对矿山建设工作提出了更高的要求。从矿山测量工作一直到资料的传输与保存工作，再到矿山安全开发的实践，在此过程之中，每个环节都要求精益求精。数字化技术的应用给我们的工作提供了帮助，对现代科学技术，尤其是计算机技术与通信技术，在矿山工作中进行积极应用，对于安全开采具有非常重要的意义。

一、概述数字化矿山测量技术

随着矿山生产的不断发展，以及市场对矿山产品需求的不断增加，矿山测量工作的重要性日益凸显，矿山测量工作成为影响矿业企业生产的重要因素。

1.矿山测量技术的概念

一般来说矿山测量技术就是指在开发矿山的过程中运用各种几何要素以及各种工程的位置进行测绘，在矿山的开发与研究中，对各种空间关系的研究也是一门应用技术。先进的测量仪器是在1949年以后开始走进我国，用于对地表岩层移动进行观测和研究，监督矿产资源开发。

2.矿山测量的主要任务

对矿井上下采掘工程图以及矿区地形图进行精确绘制；与实际需要相结合对采矿工程的几何要素进行测设；对矿体的形状和埋藏位置进行具体的测量与确定

；严格地监督矿产开发的工作进程；对矿区岩层的稳定与移动进行观测；方便采矿计划的制定，为其提供准确的数据资料。

3.数字化矿山测量技术

数字化矿山测量技术主要是指通过应用计算机以及通信技术对矿山进行测量。具体说来，数字化矿山测量技术主要包括调度、采集、包装等系统，其中采集主要是指对数据进行测量、整理与保存，同时采集也是最重要的一个系统。

二、数字化测量技术在矿山测量中的应用

1.全站仪及其在矿山测量中的应用

全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器。“全站仪”全称为“全站型电子速测仪”通常又称为“电子全站仪”或“电子速测仪”。它是把测距、测角和微处理机等部分结合起来形成一体能够自动控制测距、测角、自动计算水平距离、高差、坐标增量等的测绘仪器，同时可自动显示、记录、存储和数据输出，全站仪又因其实现了测距的发射轴、接收轴与望远镜视准轴三轴共轴的结构，更适合于对移动目标及空间点的测量，内部有极其丰富的测量软件，将其运用到矿山测量中能有效简化测量程序，提高测量工作效率和精度。全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点且以数字形式提供测量成果、操作简便、性能稳定、数据可通过电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到了广泛的应用。矿区地面控制测量、地形测量、工程测量均可利用全站仪进行，联系测量、井下测量工作也可用全站仪进行。以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是矿山测量仪器今后的发展方向之一。基于全站仪和现代计算机技术可建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统，取代传统的手簿记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作。此外，全站仪在矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施、露天及井下采矿生产与建设等方面也都得到很好应用。如今免棱镜和具备红外可见光测距功能全站仪在矿山测量中广泛应用，使现代矿山测量技术得到飞速发展。在矿山测量别是露天矿山测量中，经常会碰到台阶过高、棱镜无法到达的区域，例如：输电电线实际高度是否满足安全距离；某一硐口标高是否设计合理；需要现场寻找更加经济实际、便于施工的入口位置；需要尾矿坝库容扩建时合理水位点数据测量等，全站仪免棱镜测量功能可及时精确完成

2.三维激光扫描技术及其在矿山测量中的应用

三维激光扫描技术是一种新兴的基于高密度点云数据进行体积计算的实景复制技术，其核心是激光发射器、激光反射镜、激光自适应聚焦控制单元、CCD技术、光机电自动传感装置。三维激光扫描测量技术的特点主要体现在实现远距离非接触测量，数据点密集、精度高、速度快、成本低、安全系数高、管理方便等。它有效地解决了复杂矿山开采区的测量精度问题，特别是在开展露天矿山测量工作中，丰富的可视化数据分析模型形象直观，不用到实地踏勘就能使管理者对矿山的开采过程和状态一目了然，达到矿区实际开采图像、数据和开采状态的高度一致，是目前露天矿山测量中应用广泛的技术手段，实现了矿山储量真正的动态监测。从而使矿产储量登记统计更加真实，对于建立以资源消耗量为基础的矿产资源补偿费征缴制度、维护矿产资源国家所有权益、矿业权人权益、矿业权市场的健康发展，都具有十分重要的现实意义。

3.数字化资料处理技术

数字化资料处理技术主要是利用计算机对矿山测量工作中的数据进行分析和处理，包括数字，图像以及文字表格，将采集到的矿山测量数据进行加工处理，制成表格后，进行数据共享。通过计算机专业化的处理软件进行对资料的处理，不仅能够建立有效的数据库，同时也能够增强数据的共享性，并对进行维护和保存，这对矿山测量这项工作有很重要的作用。

三、实现矿山测量数字化运用的方法

1.加大对先进的设备仪器的投入

要想实现矿山测量的数字化，先进的设备与仪器是基础条件。目前，由于矿山企业低水平的数字化测量，测量的仪器也是很落后的，为了提高数字化测量的水平，要广泛和全面的了解一下当前有哪些先进的设备仪器，根据自己所在地区的实际情况和现阶段所掌握的技术，引进设备仪器，在引进仪器的过程中，要注意到同类型仪器的不同型号和质量等各方面的问题（仪器质量差会造成测量数据误差加大），并不断的提高技术，改善现状，促进企业数字化测量工作更顺利的开展。

2.加大对技术人员的聘用，对测量人员的培养

在现在的矿山企业中，一般是文化水平较差的体力劳动者，而在测量中数字化技术的运用要求的是高素质的专业人才，必须对这些高科技工具有能够熟练的把控，所以矿山企业要加大对技术人员的聘用投入，对企业的一般员工进行在他们可以接受的范围内的技术培训，从整体上提高工作人员的专业素质和掌握高技术设备的能力。这样会对矿山开采中测量的数字化有更好的发展与运用，实现对矿产资源更充分的利用。

3.加强对矿山测量数字化运用重要性的认识

矿山企业的决策人员和管理者要认识到矿山测量数字化运用的必要性一方面，对矿山测量数字化就是要形成一种以信息化、智能化和自动化来带动矿山企业获得更好的发展前景的观念，所以矿山测量数字化的运用，对企业提高在行业内部的竞争力，获得健康快速的发展是有重要作用的；另一方面，数字化的矿山测量技术，能够更加准确的分析地形地貌等各方面，这样会使得工作人员在进行矿山开采和矿品生产过程中的人身安全得到保障，以免发生山体崩塌等重大的危害性事故。

综上所述，煤矿测量数字化成果在煤矿的安全生产以及安全管理中发挥了非常积极的作用，一方面做到了资源的科学、合理利用，另一方面对各种安全生产隐患的治理也非常高效。数字化技术在煤矿生产管理中的应用，极大地促进了煤矿工业的可持续性发展。

参考文献：

[1]邱本立,周青青,王建有.数字化测量技术在矿山测量的应用[J].中国新技术新产品,2010,19:74.